奥比中光竟然上市了,主打产品就是深度相机,目前深度相机在应用上越来越广泛。
一、深度相机的分类:
1、结构光
介绍
原理
应用
结构光主要的:iPhone的前置摄像头(面部识别的),奥比中光的Astra+,Astra Mini S 3D摄像头模组,OPPO旗舰手机Find X,英特尔的RealSense SR300
2、 飞行时间法ToF
介绍
光雷达系统,可从发射极向对象发射光脉冲,接收器则可通过计算光脉冲从发射器到对象,再以像素格式返回到接收器的运行时间来确定被测量对象的距离原理
应用
IToF主要应用在:Kinect2.0,魅族旗舰手机17Pro、18Pro,无人驾驶中常用的激光雷达
3、 双目立体成像 - Active Stereo
- 介绍
如同人的双眼,通过左右相机的拍摄图像的差异(视差)来确定距离。通过三角定位原理以视差的方式来计算被测物距离。 - 原理
由于是通过两幅画面进行立体成像,因此需要提前标定,即左右相机的参数和两者之间的相对几何位置,通过标定可以得到畸变参数,从而输出无畸变的左右相机图像,再通过调整摄像机间的角度和距离,输出行对准的校正图像,匹配左右摄像机间视场中的相同特征,计算匹配特征在左右图像上的列坐标的差值,输出视差图,将视差图通过三角测量的方法转换成距离,输出深度图。深度图是图像每个像素的一组 Z 坐标值,单位为毫米。
大致来讲:就是立体标定,畸变矫正,立体校正(主要就是行对准),立体匹配(速度快:block matching、精准性:semi-global block matching),重投影。
- 应用
双目立体成像:zspace的桌面一体机, intel的RealSense主动双目系列,未来立体的桌面一体机。
二、深度相机参数
1、技术参数
- 视场角
- 密度
- 分辨率(Resolution):视场角和密度的乘积
- 距离精确度(Depth accuracy): 距离精确度能够反映测量距离和实际距离的偏差 (要与分辨率区分),它是传感器的一个重要参数。分辨率很高的传感器可以分辨细节特征,即使距离有一些偏差。传感器可以有高的分辨率但距离精确度一般
- 分辨率(Depth resolution): 沿着测量坐标轴下的可测量距离
- 最大最小探测距离(Minimum and maximum range): 传感器的可感知距离
- 帧率(Frame Rate): 每秒的帧数
2、其他参数
尺寸、成本、封装,温度,通信接口(以太网、USB、法尔接口、CAN总线、串口),硬件、软件(广播触发、网路定时)、无同步,软件接口,
三、优缺点
结构光的刷新率很高;主动双目能实现更高的图像分辨率;TOF精度高,抗干扰性更好。
双目视觉三维重建,相机标定如果用matlab标定的话校正后图像是行对准的,而直接用opencv校正的话图像都不能行对准,后面匹配用的是SGBM算法,生成的深度图
立体校正是为了使得左右相机的图像坐标系行对准,主要分两个步骤:
1、根据立体标定得到的旋转矩阵R对两个坐标系进行旋转使两者共面。
注意,此时两个图像坐标系共面但不一定行对准,即两者的x坐标轴并不共线,因为两个坐2、标系之间还存在偏移。
利用立体标定得到的平移矩阵T对两个坐标系进行变换使两者行对准
Bouguet's算法实现立体校正